无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。
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垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：
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◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
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◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
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$ @0 g, V( y" C$ ^& U◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
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◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；) f# ~- n) H) G* s; u
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◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；" u" L9 f6 x+ f* \/ E
, l: C4 e6 P3 K9 w◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。/ o, V3 Q4 h% a
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1用COD进行设计计算7 ?. l$ Z8 g$ Y0 A7 l$ b$ m
5 m" F# S! c3 p, o# y大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。5 t/ l% O& v% h. s2 n% U- B8 F* J
0 e2 l% c, l8 I1 H2一条线和二条线的设定原则设置& q) l; k. R7 I6 @8 G
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许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。
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7 R0 J5 Q3 ^/ q0 F根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。& d5 A% A5 A/ q: b" O! \: i
) i2 ?0 P, _' J2 o& Q3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件$ `0 G, B7 _5 {& I9 V! S8 ^
) X0 e U( K4 R$ V+ P$ X0 ]所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。
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图1单级生物脱氮系统示意图
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事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。
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- c$ G8 O& u9 u$ x; e& X5 {图2二级生物脱氮系统示意图# {( ~$ |" ?1 |
: j2 ^+ A& y* n! q J! ^5 c0 }+ l% {5 {垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。' a% W& M7 T5 q3 z. ~9 s2 r) ~, b
( w6 e. X S' a& c) s0 v6 N对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
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4主要设计参数# n3 F; q9 [, z7 x# c
% `1 [) `! d; M4.1主要设计参数的选取
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生化处理系统设计参数取值见表1。" q# R! y$ j' K7 V$ X% Z6 @
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表1MBR系统主要设计参数0 U, ]5 ?9 w: n. M) x) J- B7 ~
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8 H4 d: A- _0 o7 q4.2混合液回流比的计算
1 o4 v, R2 D. z8 j4 ]7 ]1 z6 V: q% Z& v; P$ h
垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。
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6 j$ h Q" c2 P反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：
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/ `; P+ ^' ~2 b# N
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( P0 \1 R' y* l1 g* ^& {" O/ q反硝化率fde按下式计算：
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/ w; Y# O3 _- @9 w1 p
: ^% q1 e* s P: k; m4 X2 }( g
1 i. b4 w+ { a! \$ w
需硝化的氨氮量按下式计算：1 _( E2 {) I- r# _7 h
$ i5 q2 k5 t5 ^9 e# g! Z
（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
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4 M$ ~* B4 V+ EMBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。
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反硝化的硝酸盐量按下式计算：6 M0 n; R( h' D6 A# h' b
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（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）/ N9 }4 w# q/ Q
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式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：. ]0 C" C$ Q: L: H
( W7 D, q1 L1 y: Y（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne
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5外部碳源投加系统
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5.1外部碳源的种类/ S+ I T4 ?" K4 h: X
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目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。# u9 j) [7 a- Y
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不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。
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i& @4 h( @2 @, R% e9 K" |5.2外部碳源投加位置0 O& r: R$ G% c4 U/ a+ V0 m: Q
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渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。5 Z( h+ U+ f+ u$ L& h
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如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。9 r6 I2 V, ~, U
/ I4 w. q( W8 Y国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。$ _. V9 P& \8 W. y
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5.3外加碳源对生化处理系统的影响/ Y5 a$ f+ X3 V" b6 {" X6 a
% I$ r+ Q% T( H# f& k5 e如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。7 ^* e* ~' G1 G( q+ }
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如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。5 _( o' v2 n# @; @9 w- T( U( Y
/ N" b" p2 L$ q. ^; C6工程设计技术措施7 ]5 d. k1 m( F
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6.1水流形态的控制
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许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。
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6.2污水冷却系统回流管的设置
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由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。3 F2 J$ a; A+ J& }* G6 k. ]
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对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。
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% p# m% g. n/ I图3污水冷却系统示意图6 ^. H9 m% g: v% l( F
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6.3膜分离系统回流管的设置- d2 r7 r1 _. c' g7 h: {6 ^
3 b" w% ?& `, g在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。5 q7 B7 X2 i' e/ t4 h5 h
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5 T5 _ S% C3 w+ e& u; e/ A# `6 i, [图4膜分离系统示意图
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